摘要：針對飛機過冷水滴結冰的精細化預測需求,基于相變熱力學與相變動力學相關理論,采用示差掃描量熱法(DSC)、結冰風洞試驗及微結構測試相結合的方法,研究了過冷水滴凝固過程的熱力學機理及凝固組織特征。基于示差掃描量熱法,研究了冷卻速率及形核條件對結晶凝固特性的影響規律;基于結冰風洞試驗開展了不同溫度條件下冰相的宏觀形貌及微結構特征研究。結果表明,過冷條件及冷卻速率是影響過冷水滴結晶速率及結晶完善程度的重要因素。降溫速率越大,結晶速率常數增大、結晶速率相應提高。同時,結晶峰變寬,結晶初始溫度向低溫方向移動,過冷效應相對顯著;反之亦然。過冷度及冷卻速率對冰相的宏觀及微觀形貌均有著重要影響。過冷度越大則相同時間內冷卻速率越大,晶體生長過程越不充分,晶體不規則程度相對較高,同時晶粒密度變大、尺度變小,冰相表觀透明度相對降低;反之,過冷度越小,則晶粒密度變小、尺度變大,冰相表觀透明度相對較高。異相形核條件對加速結晶過程有重要促進作用,晶種的存在可有效加速二次結晶的觸發,使過冷效應顯著減弱。相關研究可為飛機結冰速率、冰相物理特征及冰形宏觀形貌的精細化預測提供參考。